Технологии, преобразующие разработку микросхем

Гонка за развитие полупроводниковой промышленности усиливается. В условиях нехватки рабочей силы, задержек в цепочке поставок и дефицита материалов производители микросхем спешат разрабатывать новые и улучшенные полупроводниковые продукты.

С 2019 по 2022 год производственные расходы выросли на 7 процентов, а цены на импорт выросли на 5.7 процента. Подрывные технологии могут дать компаниям возможность справиться с возросшим спросом и логистической нагрузкой, влияющей на их конечные показатели.

4 технологии, которые изменят полупроводниковую инженерию

1. Самовосстанавливающийся, меняющий форму мягкий композит

Исследователи из Университета Карнеги-Меллона создали «Thubber» — новый мягкий композитный материал, сочетающий жидкие эластомеры с микроскопическими каплями сплава галлия и индия. Он обладает высокой электро- и теплопроводностью, работая при температуре от -80°C до 200°C, подобно жидкой силиконовой резине. Thubber генерирует внутренний нагрев при подаче электрического тока, что делает внешние источники тепла ненужными. Его также можно формировать в сверхгибкие тонкие пленки, преодолевая проблемы, связанные с термопастой или алюминиевыми пластинами.

Нано-КТ-сканирование «thubber», показывающее микрокапли жидкого металла внутри резинового материала. Источник: Университет Карнеги-Меллона

2. Углеродные нанотрубки обернутый лентообразным полимером

Исследователи из Университета Дьюка разработали метод для полупроводников на основе углерода с использованием микроскопических цилиндров атомов углерода, которые прочнее стали и тоньше человеческого волоса. Этот прорыв устраняет предыдущие ограничения, когда такие цилиндры нельзя было отключить, что мешало их электронным применениям. Команда решила эту проблему, обернув специальные полимеры вокруг металлических нанотрубок, превратив их из проводников в полупроводники.

3. Стеклянные подложки для корпусирования полупроводников

Стекло предлагает доступность, отличные тепловые свойства и физические характеристики, близкие к кремнию. Оно сохраняет свою форму с течением времени с минимальной деформацией или деградацией, повышая долговечность и эффективность электроники.

Стеклянные подложки обещают превосходную производительность сигнала по сравнению с текущими органическими подложками, что стимулирует их растущее внедрение в усовершенствованную полупроводниковую упаковку. Они хорошо подходят для новых приложений, требующих плотных, высокопроизводительных межсоединений в электронике следующего поколения.

4. Двумерный сегнетоэлектрический полевой транзистор

Производители чипов спешат использовать ИИ для микрочипов, но сталкиваются с трудностями из-за его энергоемкой природы. Появление двумерного сегнетоэлектрического полевого транзистора, использующего оксид гафния и сульфид олова, предлагает многообещающие электрические характеристики. Он работает значительно быстрее человеческих синапсов, с минимальным потреблением энергии, прокладывая путь для сверхмаломощных, высокоточных искусственных нейроморфных сетей в наномасштабе.